curso tcp ip osiptel

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XIV CURSO DE EXTENSIÓN UNIVERSITARIA EN REGULACIÓN CON ESPECIALIZACIÓN EN TELECOMUNICACIONES

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10 INTRODUCCIONINTRODUCCION

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CONMUTACION DE CIRCUITOS

Adecuado para voz

2

3

1INICIO

4 Fin

Se establecen 03 fases:Inicio de la conexión

Transferencia de datosLiberación de la conexión

Implica la existencia de un camino dedicado entre eltransmisor y el receptor de datos.

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CONMUTACION DE PAQUETES

2 1

1

11

1

1

2

22

2

22

2

1

Control delpaquete

Datos del paquete(longitud variable)

Paquete de Datos

Unidad deinformación

Contiene:Direcc. de origenDirecc. de destino

Origen Destino

ASI FUNCIONAINTERNET

No existe conexión dedicadaentre dos puntos de la red.

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CONMUTACION DE CELDAS

Es utilizado por la red ATM.

VPNVPN

VPN

Control delpaquete

Datos del paquete(longitud variable)

Paquete de Datos<216 bytes

05Bytes

48 Bytes

53 bytes53 bytes

CeldaCelda

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ARQUITECTURA DE PROTOCOLOSARQUITECTURA DE PROTOCOLOS

ASPECTO GENERAL

óó

Dato

Un programa:

un (01) módulo

Un programa:

un (01) módulo

Capa nCapa n

Capa n+1Capa n+1

Capa 1Capa 1

Protocolo pProtocolo p Protocolo qProtocolo q

Protocolo tProtocolo t

Protocolo aProtocolo a Protocolo bProtocolo b

Protocolo jProtocolo j

Protocolo 1Protocolo 1 Protocolo kProtocolo k

........

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Dirección de destino y de origen.Técnicas de detección de error.Información sobre el tipo de dato que transporta. Etc.

ENCAPSULAR

La información de control puede contener:

DatoDato

CabeceraCabecera DatoDato

CabeceraCabecera CabeceraCabecera DatoDato

Protocolo 1

Protocolo 2

CabeceraCabecera DatoDato

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EJEMPLO PRACTICO

….

IPv4/IPv6

….

IPv4/IPv6

Infraestructura existente en la

InternetRouter

Dual StackRouter

Dual Stack

Internet IPv4

LAN con IPv6 LAN con IPv6

IPv6 Datos

IPv4 DatosIPv4 DatosIPv6 Datos

IPv6 Datos

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MODELO DEREFERENCIA

OSI y ARQUITECTURA

TCP/IP

MODELO DEREFERENCIA

OSI y ARQUITECTURA

TCP/IP

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CAPAS DEL MODELO OSI

La ISO crea el Modelode Referencia OSI en1984.

El objetivo fue crear un grupo de protocolosque permita ínterope-rar las diversas redesde datos emergentes en esa fecha.

Está formado por 07 Capas.

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PRINCIPIOS DE LAS SIETE CAPASCada capa es independiente de otras capas:Principio de abstracción.

Cada capa debe realizar una función biendefinida y no repetirse en otra capa.

Cada capa debe contener un conjunto de protocolos estandarizados.

La complejidad del intercambio de informa-ción entre las capas debe ser sencilla:Encapsulamiento

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ARQUITECTURA TCP/IP

Interfaz de Red

Internet

Transporte

Aplicación

INTERNET

Interfaz de Red

Internet

Transporte

Aplicación

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FUNCIONES DE LAS CAPAS TCP/IPCapa de Interfaz de Red

►Coloca y recibe los paquetes TCP/IP del medio de la red.►Permite que TCP/IP sea independiente del medio. LAN: Ethernet, Token ring, etc. WAN: X.25, Frame Relay y nuevas tecnologías (ATM).

Capa de Internet►Es responsable del direccionamiento, encapsulamiento y enrutamiento.►Ofrece dos tipos de servicios: Circuito virtual y Datagrama►Los principales protocolos son: IP, ICMP, IGMP y ARP(*).

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FUNCIONES DE LAS CAPAS TCP/IPCapa de Transporte

Capa de Aplicación►Define los protocolos que las aplicación utilizarán para intercambiar sus datos.

►Proporciona dos tipos de servicios a las aplicaciones:►Servicio de sesión ú orientado a conexión: - Confiable, secuencia, acuse de recibo, control de flujo. - Protocolo TCP.►Servicio de datagrama u orientado a no conexión - No confiable. - Protocolo UDP

►Algunos protocolos: HTTP, FTP, TELNET, DNS, RIP, TELNET, etc.

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10 Interfaz de Red

Internet

Transporte

Aplicación

Interfaz de Red

Internet

Transporte

Aplicación

Interfazde Red

Interfazde Red

Internet

Tabla de enrutamiento

INTERCONEXION DE LAN

IP

IPMAC

IPMAC

IP

IPMAC

IPMAC

IPMAC IPMAC

IP

El tema clave….La tabla de enrutamiento►Contiene un listado de las redes de destino.►Contiene la interfaz de salida o siguiente salto para llegar a la red de destino.

TCP TCP

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ENCAPSULAMIENTO EN TCP/IP (Ejemplo)

Ethernet

IPIP

TCPTCP

Aplica-ción

Aplica-ción

DriveEthernet

DriveEthernet

MACDest.

MACDest.

MACOrig.

MACOrig. Tipo

Tipo

CabeceraIP

CabeceraIP

CabeceraTCP

CabeceraTCP

CabeceraHTTP

CabeceraHTTP

Informacióna enviar (web)




CabeceraHTTP

CabeceraHTTP



CabeceraTCP

CabeceraTCP

CabeceraHTTP

CabeceraHTTP



Datos de IPDatos de IPCabecera

IP

CabeceraIP

Datos de IPDatos de IPCabecera

IP

CabeceraIP

MACDest.

MACDest.

MACOrig.

MACOrig. Tipo

TipoDatos de la Trama

Datos de la Trama

Capa de Aplicación

Capa de Transporte

Capa de Internet

Capa de Enlace de Datos

ProtocoloHTTP

ProtocoloTCP

ProtocoloIP

TramaEthernet

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ARQUITECTURA TCP/IP CON IEEE

Interfaz de Red

Internet

Transporte

Aplicación

TCP/IPTCP/IP

Físico

Control de Acceso al Medio- MAC

Control de Enlace Lógico-LLC

Protocolosde la capassuperiores

IEEE 802IEEE 802

Físico

Control de Acceso al Medio- MAC

Control de Enlace Lógico-LLC

Internet

Transporte

Aplicación

TCP con IEEETCP con IEEE

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APLICACIONES

ANALOGIA DE FUNCIONAMIENTO

Comunicación lógica entre hosts

Comunicación lógica entre procesos

Proceso 1

Proceso 2

Proceso 3Proceso 4

Proceso 5

Casa-a-casa

Persona-a-persona

MULTIPLEXA DEMULTIPLEXA

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10 CAPA DE ENLACE

DE DATOS

CAPA DE ENLACEDE DATOS

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Internet

Enlace de datos

Aplicación

Transporte

Internet

Enlace de datosRouter

Aplicación

Fa Fb R1

R2

Fc

Fd

Tabla de enrutamiento

COMO FUNCIONA LA CAPA DE ENLACE DEDATOS

Decide enviar a la puerta de

enlace

Fa,Fb

Decide enviar al router R2

Fc,Fd

Fc,Fd

Dirección IP de origen IP1Dirección IP de destino IP2

propaga horizontal

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SERVICIOS EN CAPA DE ENLACE DE DATOSEnmarcado (Framing)

►Casi todos los protocolos de la capa de enlace encapsula cada uno de los datagramas de la capa de red.

Acceso de enlace►Un protocolo MAC especifica las reglas para que una trama sea transmitido en el enlace. Varía según el canal: punto-a-punto o broadcast

Envío confiable►Según sea el medio, puede ser necesario que la capa de enlace ofrezca una garantía en el envío de la trama entre los extremos de un enlace.

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SERVICIOS EN CAPA DE ENLACE DE DATOSControl de flujo

►Evita que el nodo receptor pueda saturar sus buffers y se origine pérdidas de trama.

Detección de error►Varios protocolos de la capa de enlace suministra mecanismos para detectar la presencia de uno o más errores.

Corregir error►Algunos protocolos de la capa de red sólo corrigen errores en la cabecera del protocolo (ej. ATM)

Half duplex y Full duplex

Son similares a la capa de transporte.Capa de transporte E2E y Capa de enlace entre

dos nodos conectado en un enlace

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Datos DatosE

E = f (datos)

informacióna transmitir

Transmisor

Datos E

Receptor

E´ = f (datos) E=E´SI

NO

Error

Correcto

DETECCION DE ERRORES

Todo proceso de detección se basa en losiguiente:

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ALGORITMO CRC

Mensaje de Dde d bits

Se considera un mensaje D con d bits:

Se desplaza el mensaje Dhacia la izquierda r bits:

r bitsen cero


Se selecciona r bits adicionales denominado R:

R conr bits

D

D.2r

R

El transmisor envía el siguiente mensaje:


R conr bits

d+r bits

D.2r R

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DEMOSTRACION DEL ALGORITMO CRC

► Suma es equivalente a OR-Exclusivo.0 +00

0 +11

1 +01

1 +10

► Resta es equivalente a OR-Exclusivo.0 -00

0 -11

1 -01

1 -10

Algún detalle previo....Aritmética Módulo 2sin carry no borrow

x y

0110

x y

0011

0101

x y = x + y

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DEMOSTRACION DEL ALGORITMO CRC

D.2r REl transmisor envía la siguiente información

Se debe encontrar un Generador G con r+1 bits, tal que:D.2r R = nG

Divisor de r+1 bitsCociente (no usado en el algoritmo)

Encontrando el parámetro R:

Or-exclusivo en ambos lados:(D.2r R) R = nG R

Por propiedad: (x y) y = x

D.2r = nG R D.2r = nG + R

R es el residuo de dividircon G

D.2r

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Mensaje D de d bitsMensaje D de d bits

VISUALIZANDO

2r

Cociente (no usado)Cociente (no usado)Residuo Rde r bits

Residuo Rde r bits

FCS

Número predeterminadode r+1 bits

Número predeterminadode r+1 bits

Polinomio estandarizado

TRAMA ATRANSMITIR

TRAMA ATRANSMITIR

Residuo Rde r bits

Residuo Rde r bits

Mensaje D desplazador bits a la izquierda

Mensaje D . (2 ) : Desplazado a la izquierda r bits

Mensaje D . (2 ) : Desplazado a la izquierda r bits

r

000....000

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EJEMPLO

El mensajeD=11100110

1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 01 1 0 0 1

0 0 1 0 10 0 0 0 0

0 1 0 1 1 1 1 0 0 1

0 1 1 1 01 1 0 0 1

0 0 1 0 10 0 0 0 0

0 1 0 1 01 1 0 0 1

0 1 1 0 11 1 0 0 10 0 0 1 1

0 0 0 0 00 0 1 1 0

Generador G=11001.(r=4)

1 0 1 1 0 1 1 0

Obtener la tramaenviada a la red

1

1

0

0

0

0

0Resp) Trama a transmitir: 11100110 0110

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POLINOMIO GENERADOR

► CRC-16 =x + x + x + 1.16 15 2

► CRC-16 =x + x + x + 1.16 12 5

► CRC-32 =x + x + x + x + x + x + x + x + x + x + x + x + x + x + 1.

32 26 23 22 16 12 11

10 8 7 5 4 2

► P(X) = x + x + x + x + 1 = 1 0 1 0 0 0 1 1 0 19 7 3 2

Utilizado por Ethernethttp://www.erg.abdn.ac.uk/users/gorry/course/dl-pages/crc.html

Los polinomios se representan como:

Tres polinomios usados y estandarizados son:

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DIRECCIONES FISICAS O MACEn una red Ethernet la dirección física o MAC es de 48 bits.

1 2 3 4 5 6

Identifica alFabricante

OUI: Organizational Unique Identifier

Identifica a laInterfaz

Dirección estandarizada por la IEEE.http://standards.ieee.org/regauth/oui/oui.txt

06 bytes = 48 bits

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COMO CONOCER LA DIRECCION FISICAipconfig /all.

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USO DE LAS DIRECCIONES FISICAS

00 02 45 7f c3 ab 02 f2 76 8c 3e 1f 01 45 ea f0 48 91

00 ac 9b 64 81 2c

200.1.2.2 200.1.2.3 200.1.2.4

200.1.2.1

La PC 200.1.2.2 envía datos a la PC 200.1.2.4► La PC 200.1.2.2 debe conocer la MAC de la PC 200.1.2.4 01 45 ea f0 48 91 00 02 45 7f c3 ab Tipo

Dato de la trama:IP dest 200.1.2.4

00 02 45 7f c3 ab 02 f2 76 8c 3e 1f 01 45 ea f0 48 91

00 ac 9b 64 81 2c

200.1.2.2 200.1.2.3 200.1.2.4

200.1.2.1

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CASO ETHERNET

ARP → Address Resolution Protocol Protocolo de Asociación de Direcciones

ARP → Address Resolution Protocol Protocolo de Asociación de Direcciones

Se puede definir tablas que contengan:(las direcciones IP, Direcciones Físicas)

Codificar una dirección física dentro de unadirección de alto nivel (IP)

Se debe transformar las direcciones de altonivel (IP) a direcciones físicas (MAC):

Para definir las tablas, es necesario unprotocolo que los crea y/o actualice.

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PROTOCOLO ARP

IPa IPx IPb IPy

Dirección física Fa

Dirección física Fx

Dirección física Fb

Dirección física Fy

Deseo dirección física de IPb. Peroenvío mi IPa y Fa

Envío de dirección física Fb y dire- cción internet IPb

Almacenar(IPb,Fb)

Directo

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FORMATO DEL PROTOCOLO ARP

HARDWARE TYPE : Tipo de interfaz de hardware. Valor de 1 para Ethernet.PROTOCOL TYPE : Indica el protocolo de alto nivel. Valor de 0800 para IP.HLEN : Indica la longitud de la dirección hardware. Para Ethernet, es de 06 bytes (48 bits).PLEN : Indica la longitud de la dirección Internet (IP). Para IP, es de 04 bytes (32 bits).

OPERATION : Especifica la operación del protocolo ARP. 1 Solicitud ARP 3 Solicitud RARP 2 Respuesta ARP 4 Respuesta RARP

SENDER HARDWARE: Contiene la dirección hardware del transmisor y ocupa 06 bytes para Ethernet (48 bits).

SENDER IP: Contiene la dirección Internet IP del transmisor y ocupa 04 bytes para IP (32 bits).

TARGET IP (Direcc. IP del receptor.)TARGET IP (Direcc. IP del receptor.)

TARGET HARDWARE TARGET HARDWARE (Direcc. Hw. del receptor) TARGET HARDWARE TARGET HARDWARE (Direcc. Hw. del receptor)

SENDER HARDWARE (Direcc. Hw. del transmisor) SENDER HARDWARE SENDER HARDWARE (Direcc. Hw. del transmisor) SENDER HARDWARE

OPERATIONOPERATION

HARDWARE TYPEHARDWARE TYPE

HLEN (LongHw) PLEN (LongProt)

PROTOCOL TYPEPROTOCOL TYPE

SENDER IP (Direcc. IP del trans)

SENDER IP (Direcc. IP del trans.)

28 bytes

0 15 16 31

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ARP ENCAPSULADO EN UNA TRAMA

Trama Ethernet

Direcc.destino

Direcc.origen

Tipo0806

Datos

6 6 2 Mínimo 46 bytes

TARGET IP (Direcc. IP del receptor.)TARGET IP (Direcc. IP del receptor.)

TARGET HARDWARE TARGET HARDWARE (Direcc. Hw. del receptor) TARGET HARDWARE TARGET HARDWARE (Direcc. Hw. del receptor)

SENDER HARDWARE (Direcc. Hw. del transmisor) SENDER HARDWARE SENDER HARDWARE (Direcc. Hw. del transmisor) SENDER HARDWARE

OPERATIONOPERATION

HARDWARE TYPEHARDWARE TYPE

HLEN (LongHw) PLEN (LongProt)

PROTOCOL TYPEPROTOCOL TYPE

SENDER IP (Direcc. IP del trans)

SENDER IP (Direcc. IP del trans.)28 bytes

0 15 16 31

18 bytes de relleno

28 bytes del protocolo ARP

28 bytes del protocolo ARP

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PROTOCOLO CSMA/CDCarrier Sense Multiple Access with Collision Detection

Espacio entre tramaque permite al receptorasentarse.

Información de CISCO

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FORMATO DE LA TRAMA SEGÚN IEEE 802.3IEEE Std 802.3-1985

PreámbuloDest.Addr.

SourceAddr.

LLC Data PAD FCS

0 6 2 ó 6 2 ó 6 0 3

1 0 1

10101010 10101011

Preámbulo.- Sincroniza elreceptor con el transmisor.

SFD.- Start Frame Delimiter,inicio de trama.FCS.- Un Cyclic RedundancyCheck (CRC) es usado comoalgoritmo.

TCP/IP E INTERNET

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10

FORMATO DE LA TRAMA ETHERNET II

Dirección MACde destino

Dirección MACde origen

Tipo Datos

8 bytes 6 bytes 6 bytes 2bytes 46 a 1500 bytes 4bytes

FCSPreámbulo

Preámbulo para sincronizar el origen con el destino.

Tipo es mayor o igual a 0600H el valor deeste campo es codificado según el protocolode la capa superior.

Ethernet II es utilizado en redes TCP/IP

► El octavo byte están en 10101011.► Los primeros 07 bytes están en 10101010.

TCP/IP E INTERNET

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10

VALORES DEL CAMPO TIPO(≥ 0600H)(*)

(*) Todas las asignaciones dado por IANA (Internet Assigned Numbers Authority) en: http://www.iana.org/numbers.htm

0101 ~ 01FF Experimental0800 IPv40806 ARP8035 RARP86DD IPv6880B PPP8847 MPLS Unicast8848 MPLS Multicast

Más información en:http://www.iana.org/assignments/ethernet-numbers

TCP/IP E INTERNET

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10 CAPA DE INTERNETCAPA DE INTERNET

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10

CAPA DE RED o INTERNET

Internet

Enlace de datos

Internet

Enlace de datos

Internet

Enlace de datos

Internet

Enlace de datos

Internet

Enlace de datos

Aplicación

Transporte

Internet

Enlace de datos

Aplicación

Transporte

Internet

Enlace de datos

Internet

Enlace de datos

Router Router Router

Router Router

RouterAplicaciónfinal

Aplicaciónfinal

CAPA DE REDEs responsable del

envío de datos desdeel origen al destino

CAPA DE REDEs responsable del

envío de datos desdeel origen al destino

TCP/IP E INTERNET

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FUNCIONES DE LA CAPA DE RED o INTERNETDeterminación (routing) del trayecto E2E o path:

►El administrador de red pueden definir el trayecto.►Algoritmos de enrutamiento (routing algorithms) pueden definir el trayecto.

Envío hacia adelante o Forwarding:►Un paquete que arriva en la entrada de un router, el router debe mover el paquete a la apropiada interfaz de salida, para llegar a su destino.

No establece llamada, (no Call setup) :►La capa de red en la Internet no realiza ningún establecimiento de llamada (no hay estados).

TCP/IP E INTERNET

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Aplicación

Transporte

Red

Enlace de datos

Aplicación

Transporte

Red

Enlace de datos

Red

Enlace de datos

Red

Enlace de datos

Red

Enlace de datos

MODELO DE SERVICIO DE CAPA DE RED o INTERNET: Circuito Virtual

1Inicio dellamada

2Ingreso de

llamada

3

Aceptación dellamada

4

Llamadaconectada

5

Envío dedatos

6

Rec

epci

ón d

eda

tos

Mensajes deseñalización

TCP/IP E INTERNET

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10

Aplicación

Transporte

Red

Enlace de datos

Aplicación

Transporte

Red

Enlace de datos

Red

Enlace de datos

Red

Enlace de datos

Red

Enlace de datos

MODELO DE SERVICIO DE CAPA DE RED o INTERNET: Datagrama

Arquitecturade Red

Modelo deservicio

Garantía deAncho de banda

Garantía deNo-pérdida

Orden

Internet Best Effort No No No

Indicacongestión

No

Servicio datagrama

TCP/IP E INTERNET

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10

MODELO DE SERVICIO DE INTERNET

Las aplicaciones “elásticas”Sistemas finales “inteligentes”

Modelo “best-effort”: la red intenta enviar los datos correctamente, pero no lo garantiza.

La red no garantiza la capacidad mínima, niretardo máximo, ni variaciones máximas de losretardos o “jitter”

La red no garantiza la entrega, ni el orden deentrega de los datos.

Este modelo se basa en:

TCP/IP E INTERNET

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10

EL PROTOCOLO IP

Protocolo IP

Red Ethernet

Red Ethernet

Red Wireless

Red Wireless

RedRed RedRed

Protocolo ICMP Protocolo IGMP

Protocolo TCP Protocolo UDP

Protocolo

Protocolo

Protocolo

TCP/IP E INTERNET

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10

Opciones-relleno

Ver HLENTipo Serv. Longitud total

Identificador Desplaz de frag. Indic

TTL Protocolo Suma de chequeo

Dirección de origen

Dirección de destino

Carga útil

0 4 8 16 19 31

40 b

ytes

m

ax

Cabe

cera20

byt

es

CabeceraIP

Datos del datagrama

FORMATO DEL PROTOCOLO IP

TCP/IP E INTERNET

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0 31

Direcciónde red

Dirección host

Red

Host

Red

Host

netid hostid

ESTRUCTURA DE LAS DIRECCIONES IP

IP Address = <número de red> <número de host>

Una dirección IP consiste de dos números:

Opciones-relleno

Ver HLEN Tipo Serv. Longitud total





Carga útil

40

byte

s

m

ax

Cabe

cera20

byt

es

TCP/IP E INTERNET

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Clase D ID de grupo multicast1 11 0

Clase E Reservado para uso futuro1 11 1

CLASES DE DIRECCIONES EN IPv4

Clase A

224-2=16 777 214 host

0 7 8 15 23 31

Dirección host0-1270

27-2=126 redes

216-2=65 534 hostClase B 128-1911 0 Dirección host

214-2=16 382 redes

Clase C 192-2231 0 Dirección host1

28-2=254 host221-2=2 097 150 redes

En los routersactuales se puede

habilitar la direcciónde red extremas

TCP/IP E INTERNET

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Mi PC

1100 1000 0010 0101 1000 0011 0011 0001

200 37 131 49

200.37.131.49 Notación decimal con puntoso dotted-decimal

Notación decimal con puntoso dotted-decimal

NOTACION DE LAS DIRECCIONES IP

TCP/IP E INTERNET

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DIRECCIONES IP PRIVADAS(RFC 1918, http://www.ietf.org/rfc/rfc1918.txt)

►10.0.0.0 - 10.255.255.255 Prefijo: 10/8►172.16.0.0 - 172.31.255.255 Prefijo: 172.16/12►192.168.0.0- 192.168.255.255 Prefijo: 192.168/16

El objetivo es re-usar direcciones

La RFC 1918 describe la asignación dedirecciones IP para redes privadas.

Bloques de direcciones IP privadas

Surge el protocolo NAT

TCP/IP E INTERNET

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CUAL ES LA IDEA DE SUBNETTING

Clase A

224-2=16 777 214 host

0 7 8 15 23 31


27-2=126 redes

Clase A

2n-2 subredes

7 bits n bits 24-n bits


27-2=126 redes

Dirección de Subnet

224-n-2 host

IP Address = <número de red> <número subnet><número de host>

El mismo principiopara clase B y C.

El número de host es dividido en dos partes:un segundo número de red o subnet y un número de host.

TCP/IP E INTERNET

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CONCEPTO DE MASCARA DE SUBNET

Clase A

7 bits n bits 24-n bits

Dirección host0-1270 Dirección de Subnet

Dirección local

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1……..1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 ……. 0 0 0 0 0 0Máscara

AND

Indica que bits de la Dirección Localson usados para identificar una sub-red

Indica el númerode red

Para identificar en la dirección IP el númerode subnet y el número de host se usa unamáscara de subnet.

TCP/IP E INTERNET

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EJEMPLO DE SUBNETEO

210.1.2.xxxx xxxx25-2 = 30

direcciones IP

210.1.2.0000 0000 = 210.1.2.0/27 Subred 0

210.1.2.0010 0000 = 210.1.2.32/27Subred 1

Prefijo de red LAN 210.1.2.0/24

Cada subred con 30 IP máximo.

Máscara = 11111111 11111111 11111111 11100000 255 . 255 . 255 . 224

INTERNET

INTERNET

. . .

F0

F1

Subred 0

Subred 1

LAN

. . .

Subred 2. . .

F2

210.1.2.0100 0000 = 210.1.2.64/27Subred 2

210.1.2.0/27210.1.2.0/27

210.1.2.32/27210.1.2.32/27

210.1.2.64/27210.1.2.64/27

.1.1

.33.33

.65.65

TCP/IP E INTERNET

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EJEMPLO DE VLSM

R1R1

R2R2 R3R3

R6R6 R5R5

R4R4

.. .... .. ....

SW1SW1 SW2SW2

Red LAN conprefijo de red200.1.1.0/24, cada subred con62 IP máximo.

Prefijo de red LAN 200.1.1.0/24200.1.1.xxxx xxxx

26-2 = 62direcciones IP

22= 4Subredes

200.1.1.0000 0000 = 200.1.1.0/26 Subred 0

200.1.1.0100 0000 = 200.1.1.64/26Subred 1

Máscara = 11111111 11111111 11111111 11000000 255 . 255 . 255 . 192

200.1.1.0/26200.1.1.0/26 200.1.1.64/26200.1.1.64/26

TCP/IP E INTERNET

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EJEMPLO DE VLSM

Para los enlaces WAN volvamos a subnetear:

R1R1

R2R2 R3R3

R6R6 R5R5

R4R4

.. .... .. ....

SW1SW1 SW2SW2

200.1.1.0/26200.1.1.0/26 200.1.1.64/26200.1.1.64/26

200.1.1.1000 0000 = 200.1.1.128/26Subred 2 VLSMVLSM

00

11

22

33

44

55

66 77 88

200.1.1.1000 0000 = 200.1.1.128/30 VLSM 0

200.1.1.1000 0100 = 200.1.1.132/30 VLSM 1

200.1.1.1000 1000 = 200.1.1.136/30 VLSM 2

200.1.1.1010 0000 = 200.1.1.160/30 VLSM 8

........

200.1.1.128/30

200.1.1.128/30200.1.1.132/30200.1.1.132/30

200.1.1.136/30

200.1.1.136/30

200.1.1.140/30

200.1.1.140/30

200.1.1.144/30200.1.1.144/30

200.1.1.148/30

200.1.1.148/302

00

.1.1

.16

0/3

02

00

.1.1

.16

0/3

0

20

0.1

.1.1

52

/30

20

0.1

.1.1

52

/30 200.1.1.156/30

200.1.1.156/30

TCP/IP E INTERNET

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Ver HLEN HLEN Tipo Serv.Tipo Serv. Longitud totalLongitud total

IdentificadorIdentificador Indic Indic

0 4 8 16 19 31

20 b

ytes Desplaz de frag.Desplaz de frag.

TTLTTL Protocolo1

Protocolo1 Suma de chequeoSuma de chequeo

Dirección de origenDirección de origen

Dirección de destinoDirección de destinoCabecera

IPProtocolo ICMP

PROTOCOLO ICMP

Cabecerade la trama

Cabeceradel paquete IP

CabeceraICMP

DatosICMP

TipoTipo CódigoCódigo Suma de chequeoSuma de chequeo

Otros campo, cabecera IP+datosOtros campo, cabecera IP+datos

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10

200.1.2.6200.1.2.5

Red LAN 210.10.10.0

255.255.255.0

Red LAN 220.20.20.0

255.255.255.0

220.20.20.0 255.255.255.0 200.1.2.6

LAN destino Máscara Salto sigte

210.10.10.0 255.255.255.0 200.1.2.5

LAN destino Máscara Salto sigte

LA CLAVE DE INTERNET: Sus tablas

TCP/IP E INTERNET

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TABLA DE ENRUTAMIENTO DINAMICO

El enrutamiento dinámico origina sobrecargaen la red: se envían paquetes entre routers.

Una mejor solución podría ser una red híbrida:► Parte de la red usa enrutamiento estático y otra parte enrutamiento dinámico.

El enrutamiento dinámico es definido por unalgoritmo de enrutamiento implementado encada router: Se necesita protocolo de enrutamiento

El enrutamiento dinámico es escalable y adaptable: La red puede crecer y adaptarse.

TCP/IP E INTERNET

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SISTEMAS AUTONOMOS (AS)

Es un conjunto de redes bajo una administra-ción común y comparten una estrategia deenrutamiento común.

Un AS se identifica por un número de 16 bits(existe una recomendación para 32 bits).► LACNIC es el que lo “administra” en nuestra región.

SISTEMA AUTÓNOMO 1000

TCP/IP E INTERNET

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PROTOCOLO ENRUTADO-vs-ENRUTAMIENTO

Dato

-- -- ---- -- ---- -- ---- -- --

-- -- ---- -- ---- -- ---- -- ---- -- ---- -- ---- -- ---- -- --

-- -- ---- -- ---- -- ---- -- --

-- -- ---- -- ---- -- ---- -- ---- -- ---- -- ---- -- ---- -- --

tabla

tabla tabla

tabla

Dato

Protocolo de enrutamiento: Actualiza las Tablas

Protocolo enrutado: Contiene los datos

TCP/IP E INTERNET

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PROTOCOLOS DE ENRUTAMIENTO

IGP: RIP, IGRP, OSPF, EIGRP IGP: RIP, IGRP, OSPF, EIGRP

EGP: BGP

SISTEMA AUTÓNOMO SISTEMA AUTÓNOMO

RFC 4271: “A Border Gateway Protocol 4 (BGP-4)”http://www.ietf.org/rfc/rfc4271.txt

TCP/IP E INTERNET

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10

TIPOS DE SISTEMAS AUTONOMOS

eBG

P

n3, n4

eBG

P

n5, n6

eBG

P n1, n2

eBG

Pn1, n2

ISP1Redes n3, n4

ISP2Redesn5, n6

Redes n1, n2

AS

Sistemas Autónomos sin tránsito

► El AS no permite el tráfico de tránsito a través de él.

eBG

P

n3, n4

eBG

P

n5, n6

eBG

P

n1, n2,

n5, n6

eBG

Pn1, n2,

n3, n4

iBGP

ISP1Redes n3, n4

ISP2Redesn5, n6

Redes n1, n2

AS

Sistemas Autónomos de tránsito

► Los routers que utilizan iBGP se denominan de tránsito cuando transportan tráfico de transito.► El AS sólo publica sus redes y

no propaga otras redes aprendidas. No existen dos protocolos diferentes iBGP y eBGP. Es el mismo BGP en escenarios diferentes

TCP/IP E INTERNET

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TABLA DE ENRUTAMIENTO ESTÁTICO

También se puedeespecificar la interfazde salida del router

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CLASIFICACIÓN DE LOS PROTOCOLOSDE ENRUTAMIENTO

Información de CCNA-CISCO

TCP/IP E INTERNET

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INTRODUCCION AL PROTOCOLO RIP

RIP presenta dos versiones: RIPv1 y RIPv2►RIPv1 Es un protocolo de enrutamiento con clase.

►RIPv2 Es un protocolo de enrutamiento sin clase.

RIP difunde su tabla de enrutamiento completa a cada router vecino en intervalosde 30 segundos ► Dirección MAC=FF FF FF FF FF FF

RIP utiliza el algoritmo Vector Distancia.

RIP utiliza como métrica el número de saltos.►Máximo número de saltos en un trayecto (path) es 15. Mayores a 15 saltos es inalcanzable.

TCP/IP E INTERNET

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RIPv1 – vs – RIPv2

RIPv1 envía sus actualizaciones en broadcast:255.255.255.255.

RIPv2 permite autenticación: texto plano ocifrado MD5.

RIPv2 envía sus actualizaciones en multicast:224.0.0.9.

RIP es capaz de equilibrar las cargas hasta en seis rutas deigual costos, siendo cuatro rutas la cantidad por defecto.

RIP es capaz de equilibrar las cargas hasta en seis rutas deigual costos, siendo cuatro rutas la cantidad por defecto.

RIPv1 y RIPv2 se encapsulan en UDP.►En puerto utilizado es el 520.

TCP/IP E INTERNET

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TEMPORIZACION DEL PROTOCOLO RIP

RIP emplea temporizadores para mejorar surendimiento.

►Routing-update timer Inicialmente 30 seg. Intervalo entre las actualizaciones de tabla de enrutamiento.►Route-timeout timer ó Hold down en 180 seg. Cada entrada tiene un route-timeout asociado. Cuando expira, la ruta es señalada como inválida pero no es borrada de la tabla de enrutamiento.

►Route-flush timer Inicialmente en 240 seg Cuando expira el route-timeout, se borrará la entrada cuando expira el route-flush timer.

TCP/IP E INTERNET

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10

FORMATO DEL PROTOCOLO RIP

Métrica

00 00 00 00

00 00 00 00

Dirección IP

Address Family 00 00

Métrica

00 00 00 00

00 00 00 00

Dirección IP

Address FamilyIdentifier

00 00

Comando Versión 00 00

0 8 16 31

RIPv1

Máx

imo

25 p

or p

aqu

ete

RIP

Máximo 512 bytesMétrica

Salto siguiente

Máscara de subred

Dirección IP

Address Family Route Tag

Métrica

Salto siguiente

Máscara de subred

Dirección IP

Address FamilyIdentifier

Route Tag

Comando Versión 00 00

0 8 16 31

RIPv2

TCP/IP E INTERNET

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inic

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un

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Pro

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lec

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10

ENCAPSULAMIENTO DEL PROTOCOLO RIPv2

Métrica

Salto siguiente

Máscara de subred

Dirección IP

AFI Route Tag

Comando VersiónDominio de

enrutamiento

Longitud de Mensaje Suma de Chequeo

Puerto de Origen0208H = 520

Puerto de Destino0208H = 520

0 8 16 31

Dirección IP de Destino

Dirección IP de Origen

TTLProtocolo11H = 17

Suma de Chequeo

Identificador Indicador/Desplazam.

Ver HLEN ToS Longitud Total

MACDestino

MACOrigen

Tipo0800H

Datos

Trama Ethernet

.

TCP/IP E INTERNET

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10

Los routers deben conocer sus vecinos

► El router A debe conocer la existencia de los routers B, C y D.► El router A debe enviar protocolo de descubrimiento.

HELLO

HELLO

Cada router forma una base de datos con susrouters vecinos.

ARouter BRouter CRouter D

BRouter ARouter CRouter D

F Router CRouter E

.........

ALGORITMO DE DIJKSTRA-PROTOCOLO OSPF

TCP/IP E INTERNET

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Cada routers envía sus estados a sus routers vecinos

►Costo, máscara de enlace WAN, dirección IP, etc.

5

2

3

1

2 13

1

5

2

A F

B C

D E

Estado A

Estado A Estado C

►Cada router contiene una base de datos con los estados de los demás routers. Esta base de datos es idéntica en toda la red.


TCP/IP E INTERNET

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5

2

3

1

2 13

1

5

2

A F

B C

D E

► Es obtiene una topología de arbol invertido por router.

Estadosde todos

los routers

Estadosde todos

los routersEstadosde todos

los routers

Estadosde todos

los routers

Estadosde todos

los routers

Estadosde todos

los routers

En cada router se aplica el algoritmo deDijkstra.

B D

A2 1

E

1

C F

1 2

TCP/IP E INTERNET

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PROTOCOLO DETRANSPORTE

PROTOCOLO DETRANSPORTE

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INTRODUCCION A LA CAPA DE TRANSPORTE

Los protocolos de la Capa de Transporte suministranuna comunicación lógica entre los proceso de lasaplicaciones ejecutándose en diferentes hosts.►Los procesos están “directamente conectados” aun si los hosts están en lugares diferentes.

Los protocolos de la Capa de Red suministranuna comunicación lógica entre los hosts.

Los protocolos de la Capa de Red son: TCP yUDP; ofrecen diferentes servicios a las aplicaciones.

TCP/IP E INTERNET

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CAPA DE TRANSPORTE

Distingue el tráfico de las diferentes aplicacionesactivadas en el host.

Los servicios que la Capa de Transporte puedeofrecer son restringidos por lo que puedeofrecer la Capa de Red.

En el host, un protocolo de transporte mueve mensajes desde el proceso de la aplicación al bordede la red; y viceversa.

Ciertos servicios pueden ser ofrecidos por la Capade Transporte aun si no lo ofrece la Capa de Red.

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CAPA DE TRANSPORTE

UDP ofrece dos servicios a las aplicaciones:►Envío de proceso-a-proceso. ►Chequeo de error.

TCP ofrece otros servicios a las aplicaciones:►Transferencia de datos confiable: control de flujo, números de secuencias, acuses de recibos y timers.►Control de congestión

La Capa de Transporte en redes TCP/IP ofrece dosprotocolos:►UDP (User Datagrama Protocol) .- Suministra un servicio NO confiable y NO orientado a conexión.

►TCP (Transmission Control Protocol).- Suministra un servicio confiable y orientado a conexión.

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MULTIPLEXACION Y DEMULTIPLEXACIONDE LA CAPA DE TRANSPORTE

Es la extensión del envío de host-a-host al envío deproceso-a-proceso.

Capa de Transporte:Multiplexor

Socket a Socket b ……… Socket j

Protocolo IP

Proceso 1 Proceso 2 Proceso η

Capa de Transporte:Demultiplexor

Socket a Socket b ……… Socket j

Protocolo IP

Proceso 1 Proceso 2 Proceso η

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CONCEPTO DE SOCKET

Un socket es la puerta de paso de los datos desde lacapa de red a un proceso y de un proceso a la capade red.►Todo proceso tiene un socket.►Un host puede tener varios socket a la vez►Cada socket tiene un identificador único.

El envío de datos ubicado en el segmento hacia uncorrecto socket es demultiplexar.

El trabajo de recolectar datos de diferentes sockets para crear segmentos y luego enviarlos a la capa dered es multiplexar.

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COMO SE IDENTIFICA UN SOCKET

A través de los campos de los protocolos de transporte.

Número de puertode origen

Número de puertode origen

Número de puertode destino

Número de puertode destino

Otros campos, según sea elprotocolo de transporte

Otros campos, según sea elprotocolo de transporte

Datos de la Aplicaciónó mensajes

Datos de la Aplicaciónó mensajes

16 bits 16 bits

►Cada puerto es de 16 bits (http://www.iana.org).►Valores de 0 a 1023 están reservadas para las aplicaciones bien conocidas: HTTP (80), FTP(21).

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BestEffort

Proporciona los mecanismos para que una aplicaciónenvíe paquetes de datos a otra aplicación.

LO BASICO DEL PROTOCOLO UDP

UDP envía tanto el puerto de destino para que seentregue los datagramas correctamente y el puerto de origen para que el destino envíe alguna respuesta.

UDP proporciona un servicio de entrega sin conexión y no confiable, igual que IP.Esto se conoce con servicio de Envío de DatagramaEnvío de Datagrama.

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10

CAMPOS DEL PROTOCOLO UDP

DatosDatos

Longitud del mensaje UDPLongitud del mensaje UDP Suma de verificación UDPSuma de verificación UDP

Puerto UDP de origenPuerto UDP de origen

0 15 16 31

Puerto UDP de destinoPuerto UDP de destino

Los puertos UDP son utilizados para demultiplexar los datagramas entre los procesos que los recibirán.

Longitud del mensaje UDP indica el tamaño en bytes del datagrama UDP: Cabecera+Datos

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ALGORITMO DE SUMA DE CHEQUEO


Dirección de destinoDirección de destino

00 (*)00 (*) Protocolo11H (**)

Protocolo11H (**) Long. mensaje UDPLong. mensaje UDP

Puerto UDP de origen Puerto UDP destinoPuerto UDP destino

Long. mensaje UDP 00 00 00 00

(*) relleno (**) 11H=17

Datos Datos

Seudocabecera

CabeceraUDP

DatosUDP

Colocado en00 00 para iniciar elcálculo

Seudo cabecera

CabeceraUDP

DatosUDP

El campo suma de verificación UDP se obtiene:

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VerVer HLEN HLEN Tipo Serv.Tipo Serv. Longitud totalLongitud total

IdentificadorIdentificador Indic Indic

0 4 8 16 19 31

20 b

ytes Desplaz de frag.Desplaz de frag.

TTLTTL Protocolo17

Protocolo17 Suma de chequeoSuma de chequeo


Dirección de destinoDirección de destino

Cabecera IP

CabeceraIP

DatosIP Puerto UDP de origen

08 bytesPuerto UDP destinoPuerto UDP destino

Long. mensaje UDPLong. mensaje UDP Suma de verificación Suma de verificación

Cabecera UDP

Datos Datos

ENCAPSULAMIENTO DE UDP EN IP

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ASPECTOS BÁSICOS DE TCP

TCP es un protocolo orientado a conexión.►Dos aplicaciones usando TCP (cliente-servidor) deben establecer una conexión TCP antes de intercambiar datos.

TCP tiene las siguientes características:►La unidad de información pasado por TCP a IP es llamado segmento►Cuando TCP envía un segmento mantiene un temporizador, esperando del otro extremo TCP la recepción de un acuse de recibo (ACK) del segmento. Si no se recibe este ACK el segmento es retransmitido.►Los segmentos TCP pueden arribar en el receptor desordenados.►El receptor TCP debe descartar datos duplicados.►TCP provee control de flujo.

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CABECERA TCP

Protocolo IPv4

0 4 8 16 31

20 b

ytes

Número de puerto de origen Número de puerto de destino

Número de secuencia

Número de acuse de recibo (ACK)FIN

SYN

RST

PSH

ACK

URG

ReservadoLong .de cabecera Tamaño de la ventana

Suma de Chequeo Puntero de Urgencia

Opcional

Datos

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INTRODUCCIONAL PROTOCOLO

IPv6

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IPv4 tiene 32 bits para las direcciones IP.►232 direcciones IP = 4 , 294´ 967, 296 = 4.2x109

IPv6 tiene 128 bits para las direcciones IP.►2128 direcciones IP = 3.4x1038

La población mundial en el 2009:► 6, 829´ 4 00, 000 habitantes

La población mundial para el 2050:► 9, 150´ 000, 000 habitantes

http://www.unfpa.org/swp/2009/es/pdf/ES_SOWP09_DemSocialEcon.pdf

NOS FALTAN DIRECCIONES IPv4 PARA ASIGNAR ACADA SER HUMANO!!!

PERO...CADA SER HUMANOTENDRÍA EN EL 2050

3.71X1028

DIRECCIONES IPv6

LO MAS NOTORIO: Direcciones en IPv6

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NUEVAS APLICACIONES

Access Grid Arte: Opera Oberta

http://www.accessgrid.org/ http://www.opera-oberta.org

ALMA: Atacama Large Millimetre Array

http://www.eso.cl/alma.php

Telemedicina

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ESTRUCTURA DEL PROTOCOLO IPv6

DS Etiqueta de flujo

Dirección de origen40

byt

es

Ver Longitud de carga útil Límite saltoCabe.sigte

Dirección IP de destino

Dirección IP de origen

0 4 8 12 16 24 31

Cabecera extensión 1

Cabecera extensión 2

Cabecera extensión n

.

.

.

PDU de la capa superior

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DIRECCIONES EN IPv6(Según la RFC 3513-Abril de 2003)

UNICASTADDRESS

ANYCASTADDRESS

MULTICASTADDRESS

LINK – LOCAL UNICAST

SITE - LOCALUNICAST

GLOBAL UNICAST

Prefijo de redFE80::/10

Prefijo de redFECO::/10

Prefijo de redDiferente al anterior

Es una direcciónGlobal unicast

Prefijo de redFF00::/8

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UNICASTADDRESS

ANYCASTADDRESS

MULTICASTADDRESS

LINK – LOCAL UNICAST

GLOBAL UNICAST

Prefijo de redFE80::/10

Prefijo de redDiferente al anterior

Es una direcciónGlobal unicast

Prefijo de redFF00::/8

DIRECCIONES EN IPv6(Según la RFC 4291-Febrero de 2006)

TCP/IP E INTERNET

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NOTACION DE LAS DIRECCIONES IPv6

Una dirección IPv6 se divide en 08 grupos de 16 bits cada uno “unidos” por “:”

128 bits

bbbb bbbb bbbb bbbbbbbb bbbb bbbb bbbb

16 bits

Cada grupo se expresa en hexadecimal.

►Ejemplo de una dirección IPv6 2001 : 1a13 : 0000 : 0000 : 12bc : 0045 : fe00 : 0001

0001 0010 1011 1100

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CONVENCIONES EN DIRECCIONES IPv6

Los bits en 0 a la izquierda se pueden comprimir.► 2001 : 1a13 : 0000 : 0000 : 12bc : 0045 : 0fe0 : 0001

► Se puede escribir como: 2001 : 1a13 : 0 : 0 : 12bc : 45 : fe0 : 1

Campos sucesivos en 0 se pueden representar con “::”► 2001 : 1a13 : 0 : 0 : 12bc : 45 : fe0 : 1

► Se puede escribir como: 2001 : 1a13 :: 12bc : 45 : fe0 : 1

Sólo un “::” enuna dirección

► Otro ejemplo: FF02:0:0:0:0:0:0:1 = FF02::1

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PREFIJO DE DIRECCION IPv6

Prefijos de dirección IPv6 es similar a la forma delos prefijos de dirección IPv4 en notación CIDR.

Dirección IPv6 / longitud de prefijoDirección IPv6 / longitud de prefijo

Ejemplo, el prefijo de la Red AcadémicA Peruana RAAP es:► 2001 : 13a0 :: / 32

► Esto quiere decir que : 2001 : 13a0 : 0000 :0000 : 0000: 0000: 0000 : 0000

Identificala RAAP

Para ser distribuidodentro de la RAAP

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INTRODUCCION AMPLS

INTRODUCCION AMPLS

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EXPEtiqueta MPLS TTLS EXPEtiqueta MPLS TTLS

LAS CABECERA(S) MPLS

Opciones-relleno

Ver HLEN Tipo Serv. Longitud total





Carga útil

0 4 8 16 19 3140

byt

es

max

20 b

ytes

DS Etiqueta de flujo


40 b

ytes

Ver

Longitud de carga útil Límite saltoCabe.sigte


PDU de la capa superior

Cabecera opcionales


Opc

iona

l

0 4 8 16 19 31

Cabe

cera



CabeceraMPLS

CabeceraMPLS

Lab

elSt

acki

ng S=0

S=0

S=1

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ESCENARIO DE UNA RED MPLS

REDMPLS

REDLAN RED

LANRouter IP

EdgeLSR

EdgeLSR

LSR LSR

LSR LSR

IP

IP

IP Etiqueta

IP

Introduce (push)Etiqueta

LSP

QoS en la Red MPLS

AnalizaEtiqueta

AnalizaEtiqueta

AnalizaEtiqueta

AnalizaEtiqueta

Extrae (pop)Etiqueta

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PRINCIPIO DE CONMUTACION EN MPLS

REDMPLS

REDLAN RED

LANRouter IP

EdgeLSR

EdgeLSR

LSR LSR

LSR LSR

1

2

1 2

3

1

23

4

1

23

4 1

2 3

1

23

IP IP

IP70

IP34

IP17

IP

IP

IPIP

23

IP 80

IP77

IP71

Las etiquetas tienen significadolocal; no tiene significado global

swap

FEC Interfaz Etiqueta de salida de salida

a 2 70 b 2 23

Interfaz Etiqueta Interfaz Etiqueta de entrada de entrada de salida de salida

1 70 3 34 1 23 4 80


1 80 2 71


2 34 4 17 3 71 4 77

LFIB=Label Forwarding Information Base

LFIB=Label Forwarding Information BaseLFIB=Label Forwarding Information Base

LFIB=Label Forwarding Information Base

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PRINCIPIO DE CONMUTACION EN MPLS

REDMPLS

REDLAN RED

LANRouter IP

EdgeLSR

EdgeLSR

LSR LSR

LSR LSR

1

2

1 2

3

1

23

4

1

23

4 1

2 3

1

2 3

FEC Interfaz Etiqueta de salida de salida

a 2 70 b 2 23


1 70 3 34 1 23 4 80


1 80 2 71


2 34 4 17 3 71 4 77

QoS para cadaLSP.

QoS para cadaLSP.

QoS para cadaLSP.

QoS para cadaLSP.

QoS para cadaLSP.

Red orientada a conexión

Mediofísico

LSP

LSP

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10 GRACIASGRACIAS

curso tcp ip osiptel

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